Mendeleev e la storia della tavola periodica degli elementi

Chi è Dmitri Mendeleev?

Dmitri Mendeleev fu uno scienziato russo noto per il suo lavoro pionieristico sulla classificazione periodica degli elementi. Nato nel 1834 in Siberia, Mendeleev formulò la Tavola Periodica degli Elementi che organizza gli elementi chimici secondo il loro numero atomico, la configurazione elettronica e le proprietà chimiche ricorrenti.

La scoperta di Mendeleev fu rivoluzionaria per la chimica perché non solo ordinò gli elementi conosciuti in un modo che chiariva le loro relazioni e proprietà, ma previde anche l'esistenza e le caratteristiche di elementi che non erano ancora stati scoperti. Le sue previsioni si dimostrarono accurate con la successiva scoperta di elementi come il gallio e il germanio, il che rafforzò la validità della sua tavola periodica.

Mendeleev ha contribuito anche in altri ambiti della scienza e della tecnologia, come nel settore dell'industria petrolifera e della metrologia. È stato un membro di molte istituzioni scientifiche e ha ricevuto numerosi riconoscimenti per i suoi contributi alla chimica. Morì nel 1907, lasciando un' importante eredità scientifica.

Mendeleev e la tavola periodica degli elementi

La tavola periodica degli elementi è lo strumento indispensabile nello studio della chimica: qualsiasi studente delle scuole superiori si è trovato ad averci a che fare nel corso del tempo. Ma da dove nasce esattamente la tavola periodica?

Nel XIX secolo, gli scienziati avevano cercato dei criteri per classificare gli elementi. Nel 1817 Dobereiner scoprì che calcio, bario e stronzio avevano proprietà simili e per questo definì triade questo gruppo di tre elementi. Nel 1863 Newlands, disponendo gli elementi in ordine crescente di massa atomica e notando che ogni otto elementi si ripetevano proprietà simili, suddivise gli elementi conosciuti in sette gruppi di sette elementi ciascuno e definì tale suddivisione legge delle ottave.

Cos'è la tavola periodica

Nel 1869 Mendeleev suggerì che le proprietà degli elementi fossero una funzione della loro massa atomica, ma si rese conto che proprietà simili ricorrevano dopo periodi di lunghezza variabile.
Nel 1871 Mendeleev e Meyer costruirono una tavola degli elementi formata da otto colonne, nelle quali erano raggruppati gli elementi con proprietà simili; per fare ciò, si dovettero lasciare degli spazi vuoti, affermando che dovevano esistere elementi non ancora scoperti.

La tavola di Mendeleev, in cui gli elementi erano disposti in ordine crescente di massa atomica, mostrava che le proprietà degli elementi si ripetevano secondo un ordine preciso; considerò la proprietà degli elementi una funzione periodica della loro massa atomica (legge periodica).

La moderna legge periodica degli elementi

A causa di alcune incongruenze nella sistemazione degli elementi secondo la massa atomica, in seguito all’operato di Moseley, la legge periodica fu riesaminata. La definizione della legge periodica, oggi, si basa sul fatto che le proprietà degli elementi sono una funzione del loro numero atomico e non della massa atomica.

La moderna tavola periodica degli elementi. Il numero atomico di un elemento indica il numero di protoni, presenti nel nucleo di ciascun atomo, e il numero degli elettroni che si trovano attorno al nucleo.
Gli elementi sono collocati nella tavola periodica in base alle loro configurazioni elettroniche.

La disposizione ottenuta evidenzia:

• una fila orizzontale di elementi, detta periodo, caratterizzata dal medesimo numero quantico principale maggiore;
• una colonna, detta gruppo, caratterizzata da elementi con configurazioni elettroniche simili.

Tavola periodica: spiegazione

Elementi di transizione. Gli elementi i cui elettroni si dispongono negli orbitali d sono detti elementi di transizione.

Lantanidi e Attinidi. Gli elementi i cui elettroni si dispongono negli orbitali 4f sono detti Lantanidi, perché hanno le stesse proprietà del lantanio; gli elementi i cui elettroni si dispongono negli orbitali 5f sono detti Attinidi, perché hanno le stesse proprietà dell’attinio.

Configurazione stabile: l’ottetto. Un atomo che ha otto elettroni nel livello esterno è particolarmente stabile (regola dell’ottetto). Anche l’atomo dell’elio, pur avendo solo due elettroni nel livello esterno, è stabile, poiché il suo livello esterno, essendo l’orbitale s, è completo. Ci sono delle configurazioni elettroniche più stabili di altre.

• Ottetto: s² p⁶
• Semicompleti: s² d4 = s1 d5; s² d⁹ = s¹ d¹⁰

Completano solo la metà dell’orbitale e sono tipici negli orbitali B, che sono gli elementi di transizione.

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